CAMPAGNE DE MESURES BATHYMÉTRIQUES ET IMAGERIE SONAR EN AVAL DU BARRAGE DE LIXHE

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1 Direction générale opérationnelle Mobilité et Voies hydrauliques Direction de la Gestion hydrologique intégrée CAMPAGNE DE MESURES BATHYMÉTRIQUES ET IMAGERIE SONAR EN AVAL DU BARRAGE DE LIXHE Date: 10/05/2011 Ref: 11_044/WW/GP/RE001 Version Date Raison pour la révision Auteur Vérifié par Approuvé par 01 10/05/2011 Pour approbation MRE AMO AMO Certifié Sécurité VCA** G-tec s.a. Géologie Géophysique Environnement Rue des Alouettes 4041 Milmort tél : +32 (0) fax : +32 (0) Siège social : G-tec s.a. Avenue Belheid 6 B4900 Spa Belgique Numéro d'entreprise: Siret: RCS Lille Certifié ISO 9001:2000

2 FEUILLE DE CONTRÔLE DU DOCUMENT Identification du document Titre: Projet: Client Référence: Chef de Projet Réf. Offre Campagne de mesures bathymétriques et imagerie sonar en aval du barrage de Marcinelle 11_044_WW_GP_AvalBarrageLixhe SPW 11_044/WW/GP/RE001 Maxime Reynders Réalisation Poste Réalisé par Supervisé par Acquisition GDM-MRE MRE Traitement GDM-MRE AMO Rapportage MRE AMO Approbation Version Date Ecrit par Vérifié par Approuvé par 01 10/05/2011 MRE AMO AMO Liste de distribution Nom # ex. Entreprise/autorité Fonction dans. le projet 11_044/WW/GP/RE0011 V.1 10/05/ I -

3 TABLE DES MATIÈRES 1. Introduction Mesures bathymétriques échosondeur mono-faisceau Principes de fonctionnement Mise en œuvre imagerie sonar Principes de fonctionnement Mise en oeuvre Imagerie vidéo Résultats Mesures bathymétriques Imagerie vidéo Imagerie sonar INDEX DES FIGURES Fig. 1 : situation (image IGN) Fig. 2 : principe de l'échosondeur mono-faisceau Fig. 3 : imagerie sonar en position verticale Fig. 4 : position horizontale Fig. 5 : imagerie sonar en position verticale - trépied Fig. 6: localisation des images Fig. 7: Coupe horizontale - rive droite - échelle à poisson Fig. 8: Coupe transversale rive droite échelle à poisson Fig. 9: Coupe transversale - rive gauche - pied du mur Fig. 10: Coupe transversale - rive gauche - palplanches Fig. 11: Coupe horizontale - rive droite - épave de voiture Fig. 12: Coupe horizontale - porte Fig. 13: Coupe horizontale - limite du radier Fig. 14: Coupe transversale -Blocs dissipateurs d'énergie Fig. 15: Coupe horizontale - dans le carré de palplanches Fig. 16: Coupe transversale - limite du radier et carré de palplanches Fig. 17: Coupe horizontale - rive gauche - affleurements rocheux _044/WW/GP/RE0011 V.1 10/05/ II -

4 1. INTRODUCTION Dans le cadre du marché MS/212/2008/02, il a été demandé à G-tec une prestation en aval du barrage de Lixhe. Celle-ci consistait en : - la mise à jour de la bathymétrie en rive gauche de la Meuse, de l aval du barrage de Lixhe au port de yachts D Eijsden. - l inspection par imagerie sonar des murs de quai en rive gauche et droite en aval du barrage de Lixhe, de la base du radier et des berges naturelles en rive gauche, du barrage vers l aval, sur une longueur de 700 m. - la prise d images vidéo des berges naturelles émergées, en rive gauche, du barrage vers l aval, sur une longueur de 700 m. ZONE DE LEVE BATHYMETRIQUE ZONES D INSPECTION IMAGER Fig. 1 : situation (image IGN) 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

5 2. MESURES BATHYMETRIQUES ECHOSONDEUR MONO-FAISCEAU 2.1. PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT Un échosondeur mono-faisceau émet une onde acoustique dans l eau qui se réfléchit sur le fond. L unité de contrôle ou l ordinateur d acquisition digitalise alors la première arrivée de l onde réfléchie, et convertit le temps de propagation de l onde en une distance. Pour effectuer cette opération, il est nécessaire de connaître la vitesse de propagation de l onde dans l eau. Ce paramètre dépend principalement de la salinité et de la température de l eau, ainsi qu accessoirement de la pression (profondeur). Lorsque le bateau navigue le long d une ligne de mesure, les impulsions successives du sonar génèrent un profil bathymétrique. En navigant sur des lignes parallèles, une couverture 2D de la zone d investigation est réalisée. L espacement entre les lignes détermine la résolution du modèle bathymétrique final et la justesse de sa correspondance avec le fond réel : les objets ou événements remarquables dont les dimensions sont inférieures à l espacement des lignes ne pourront être qu occasionnellement mis en évidence. Les fréquences des ESF sont typiquement comprises entre 30 et 300 khz. Il existe cependant des échosondeurs à plus basses et à plus hautes fréquences qui sont dédiés à des zones respectivement fort ou très peu profondes. Les basses fréquences (BF) permettent une portée plus grande tandis que les hautes fréquences (HF) fournissent une plus grande résolution. Fig. 2 : principe de l'échosondeur mono-faisceau 2.2. MISE EN ŒUVRE G-tec a mis en œuvre un échosondeur mono-faisceau Simrad SMBB200-9, bi-fréquence (38/200 khz). Le transducteur a été fixé sur un pôle surmonté par l antenne GPS. Un GPS Trimble R7 en mode RTK (via le réseau Flepos) a été utilisé pour fournir un positionnement centimétrique. 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

6 3. IMAGERIE SONAR 3.1. PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT L Imaging Sonar est un instrument d investigation destiné à l inspection d ouvrages hydrauliques, reconnaissance du fond etc. Il est généralement constitué d une tête sonar suspendue verticalement à un trépied posé sur le fond. Le sonar balaie un secteur déterminé, avec une résolution choisie, dont dépend inversement la cadence de rafraîchissement. Cela permet de réaliser des coupes horizontales au-dessus du fond (Fig.3). L instrument peut également être utilisé en mode sector scanner, fixé horizontalement sur une structure solidaire de l embarcation. Cela permet de réaliser des coupes transversales au sens d avancement du bateau (Fig.4). Bien qu ils mettent en œuvre des ondes différentes (acoustiques vs électromagnétiques), l analogie entre cet instrument et un radar de détection aérienne peut être faite. Le sonar Imager permet par exemple la mise en évidence d affleurements rocheux, de cailloux ou enrochements, de vase, d objets divers etc, ainsi que d éventuelles irrégularités dans le béton (fissures, raccords de bétonnage). Mur de quai Fond Fig. 3 : imagerie sonar en position verticale Fig. 4 : position horizontale 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

7 3.2. MISE EN OEUVRE G-tec a procédé à la mise en œuvre d un Kongsberg Mesotech 1071, dont la fréquence de 675 khz permet l obtention d images à haute résolution. Le sonar a été suspenduu verticalement à un trépied que l on pose sur le fond depuis un zodiac. Le sonar a également été utilisé en mode sector scanner, fixé horizontalement à une structure solidaire du bateau, afin de détecter d éventuels affouillements sous le radier et les murs de quai. Un GPS Trimble R7 en mode RTK a été utilisé pour le positionnement. La précision théorique obtenue avec ce système est centimétrique. Dans la pratique, la dérive du trépied lors de sa descente vers le fond engendre une précision métrique sur la position de l Imager. Dès lors, un recalage des images sur des éléments connus (pile de pont, mur de quai, ) a été réalisé en post- sous le pont, où un traitement. De plus, un recalage a également été réalisé pour les images prises positionnement GPS n est pas possible. Fig. 5 : imagerie sonar en position verticale - trépied 4. IMAGERIE VIDÉO Un état des lieux de la partie émergée des berges a été réalisé depuis la voie d eau à l aide d une caméra vidéo, synchronisée avec un positionnement GPS RTK, ce qui permet un géoréférencement des images. 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

8 5. RÉSULTATS L inspection bathymétrique, imagerie sonar et vidéo a été effectuée du mardi 26 avril au vendredi 6 mai MESURES BATHYMÉTRIQUES Une couverture bathymétrique complète a été réalisée de l aval du barrage de Lixhe sur 400 m et de la rive gauche sur une distance d environ 4 km. La profondeur d eau moyenne varie entre 2 m et 6 m sur la zone couverte. Cependant, plusieurs zones présentent une profondeur de moins d un mètre, et des affleurements rocheux émergent à plusieurs endroits. Plusieurs dépressions sont également visibles près du barrage, au pied du radier, avec des profondeurs allant jusqu à ±12 m (dépression de ±8 m par rapport au niveau du radier). Un différentiel réalisé avec les données bathymétriques de 2008 montre un approfondissement de ces dépressions. Les résultats bathymétriques sont présentés sur les plans en annexe (Document 1 et 1b) IMAGERIE VIDÉO Une inspection vidéo de la partie émergée des deux rives a été réalisée du barrage de Lixhe jusqu au yacht club d Eijsden. Ces vidéos permettent notamment de constater la présence de nombreux déchets (plastiques, ) dans les arbres bordant la Meuse. Les vidéos sont fournies sur DVD, en annexe IMAGERIE SONAR La campagne imagerie sonar a été réalisée en vue de détecter des désordres dans les ouvrages submergés du barrage (mur de quai, radier, piles de pont, ) et de réaliser une inspection de l état des berges naturelles en rive gauche. L Imager a été utilisé en position verticale et horizontale. L inspection des éléments suivants a été réalisée en position verticale : Une couverture complète d une largeur d environ 50 m en aval du barrage. Les portes de la SPE et la porte numéro 6 du barrage ont pu être inspectées de près. Les autres portes du barrage n ont malheureusement pas pu être inspectées à cause de turbulences trop importantes dues à des fuites dans les portes (malgré la fermeture des portes). En effet, les bulles créent des réflexions parasites empêchant la réalisation d une image suffisamment nette pour être interprétée. Les murs de quai en rives gauche et droite. Une inspection des berges naturelles a été effectuée en rive gauche, sur une distance d environ 850 m en aval du barrage. Sur cette distance, deux zones d environ 50 m n étaient pas accessible avec l Imager à cause d une trop faible profondeur d eau. L inspection des éléments suivants a été réalisée en position horizontale : La base des murs de quai en rives gauche et droite L extrémité du radier en aval du barrage 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

9 Remarque : les résultats de ces inspections sont présentés sur les plans en annexe (Documents 2a 2b 2c ). Les éléments les plus remarquables sont repris dans les pages suivantes. Fig.17 Fig.11 Fig.3&10 Fig.13 Fig.15&16 Fig.12&14 Fig.7&8 Fig.9 Fig. 6: localisation des images 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

10 L inspection des murs de quai n a pas détecté de problème majeur. Les remous provoqués par l échelle à poisson produisent une zone d ombre sur une quinzaine de mètres, dans laquelle le mur n est pas visible en position verticale. Néanmoins, en position horizontale, le pied du mur est bien visible et ne présente pas de défaut apparent (pas d affouillement, effondrement, ). Turbulences Mur de quai Mur de quai Fond Fig. 7: Coupe horizontale - rive droite - échelle à poisson Fig. 8: Coupe transversale rive droite échelle à poisson Mur de quai Rideau de palplanches Fond Fond Fig. 9: Coupe transversale - rive gauche - pied du mur Fig. 10: Coupe transversale - rive gauche - palplanches 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

11 Une épave de voiture a été repérée au pied de l extrémité du quai en rive droite. Mur de quai Berge naturelle Epave de voiture Fig. 11: Coupe horizontale - rive droite - épave de voiture Les portes du barrage de la SPE et la porte numéro 6 du barrage, ainsi que les blocs dissipateurs d énergie ont pu être inspectés de près. L inspection n a pas révélé de défaut majeur sur ces ouvrages. Toutefois, quelques blocs semblent avoir été arrachés. Des éléments de taille similaire sont visibles en aval du radier. Blocs dissipateurs Blocs Base de la porte 6 Limite du radier Rideau de palplanches Fig. 12: Coupe horizontale - porte 6 Fig. 13: Coupe horizontale - limite du radier Blocs dissipateurs Fig. 14: Coupe transversale -Blocs dissipateurs d'énergie 1 m Fond 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

12 A la limite du radier, en aval du barrage, le rideau de palplanches semble en bon état sur toute la longueur du radier. Un carré de palplanches de 5.5 m sur 6.5 m est visible juste en amont de la plus importante dépression (position en Lambert 72 : X = m Y = m). Ce carré présente une excroissance variant de 1.8 m à 4.5 m par rapport au fond. 6.5 m 5.5 m Carré de palplanches Fig. 15: Coupe horizontale - dans le carré de palplanches Limite du radier 3.5 m 3 m Fond Carré de palplanches Fig. 16: Coupe transversale - limite du radier et carré de palplanches 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/

13 L inspection des berges naturelles montre un fond rocailleux, des affleurements rocheux et la présence d une forte densité de végétation subaquatique à certains endroits. Berge naturelle Affleurements rocheux Fig. 17: Coupe horizontale - rive gauche - affleurements rocheux 11_044/WW/GP/RE0011 V.1-10/05/